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第60讲|API数据获取实战:VBA与Python谁能更高效处理JSON数据?

第60讲|API数据获取实战:VBA与Python谁能更高效处理JSON数据? 章鱼出海
2025-10-21
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导读:你是否曾需要获取实时天气数据用于出行规划?或是需要抓取股价信息进行投资分析?当手动复制粘贴无法满足需求时,API接口数据获取就成了必备技能。


你是否曾需要获取实时天气数据用于出行规划?或是需要抓取股价信息进行投资分析?当手动复制粘贴无法满足需求时,API接口数据获取就成了必备技能。
在当今数据驱动的时代,API接口已成为获取实时数据的主要通道。从天气信息、股票价格到社交媒体数据,大多数现代服务都通过API提供结构化数据。然而,不同技术方案在获取和处理这些数据时存在显著效率差异


API(应用程序编程接口)的基本原理,可以把它想象成餐厅的点餐流程
你(作为顾客,也就是调用方)想去一家餐厅吃饭,但不需要自己进厨房做饭,也不需要知道菜是怎么做的。你只需要拿起菜单(这就像是API的文档),看看上面有什么菜(也就是可用的功能或数据),然后告诉服务员(也就是API本身)你想点什么。
服务员(API)收到你的点单请求后,会把它传递给后厨(也就是提供服务的系统或服务器)。后厨根据订单开始忙活,做好菜之后,再由服务员把食物(也就是你请求的数据或处理结果)端给你。
在整个过程中,菜单规定了你可以点什么、怎么点,服务员确保信息准确传递,而后厨负责真正的“黑箱”操作。你通过这套标准流程,轻松吃到了想吃的菜,而无需关心厨房里的具体细节。
简单来说,API就是一套预先定义好的规则和桥梁,让不同的软件或服务能够相互沟通、互相协作,而不必暴露或关心对方内部的复杂实现。


一、API数据获取的痛点与挑战

日常工作中,我们经常需要获取外部数据源来支撑业务决策。比如,电商团队需要天气数据来预测商品需求,财务部门需要实时汇率来计算跨境交易成本,市场团队需要社交媒体数据来分析品牌声量。
传统的手动获取方式存在明显瓶颈:效率低下,无法满足实时性要求;容易出错,人工复制可能引入错误;难以规模化,无法同时处理多个数据源。而API接口直接返回结构化的JSON格式数据,正好解决了这些痛点。
然而,API数据获取也面临技术挑战:JSON解析复杂,嵌套结构处理繁琐;网络请求异常,需要完善的错误处理;数据量控制,API通常有调用频率限制。选择合适的工具应对这些挑战至关重要。

二、VBA方案:繁琐但可行的传统路径

2.1 VBA实现API调用的基础框架

虽然VBA不是为现代Web API设计的工具,但通过一些技巧仍可实现基本功能。核心是使用MSXML2.XMLHTTP对象发送HTTP请求。
Sub GetAPIDataWithVBA()    Dim httpRequest As Object    Dim url As String    Dim responseText As String    ' 创建HTTP请求对象    Set httpRequest = CreateObject("MSXML2.XMLHTTP")    url = "https://api.openweathermap.org/data/2.5/weather?q=Beijing&appid=your_api_key"    ' 发送GET请求    httpRequest.Open "GET", url, False    httpRequest.send    ' 检查请求状态    If httpRequest.Status = 200 Then        responseText = httpRequest.responseText        ' 处理返回的JSON数据        Call ProcessJSONData(responseText)    Else        MsgBox "API请求失败,状态码:" & httpRequest.Status    End IfEnd Sub

2.2 VBA解析JSON的复杂过程

VBA没有内置JSON解析器,需要借助外部库或自定义函数。以下是使用ScriptControl解析JSON的示例:
Function ParseJSONWithVBA(jsonString As String) As Object    On Error GoTo ErrorHandler    Dim sc As Object    Set sc = CreateObject("ScriptControl")    sc.Language = "JScript"    ' 注入JSON解析函数    sc.AddCode "function parseJson(json){ return JSON.parse(json); }"    Set ParseJSONWithVBA = sc.Run("parseJson", jsonString)    Exit FunctionErrorHandler:    Set ParseJSONWithVBA = Nothing    Err.Raise 1001, "JSON Parser", "解析失败: " & Err.DescriptionEnd FunctionSub ProcessJSONData(jsonString As String)    Dim jsonObject As Object    Set jsonObject = ParseJSONWithVBA(jsonString)    ' 访问解析后的数据    Dim temperature As Double    temperature = jsonObject("main")("temp") - 273.15 ' 开尔文转摄氏度    ' 输出到Excel单元格    ThisWorkbook.Sheets("数据").Range("A1").Value = "当前温度"    ThisWorkbook.Sheets("数据").Range("B1").Value = temperature & "℃"End Sub

2.3 VBA方案的限制与应对策略

VBA处理API数据存在明显局限性:JSON解析依赖外部组件,64位Office支持有限;错误处理机制不完善,网络异常容易导致崩溃;缺乏现代认证支持,OAuth等复杂认证实现困难。
实用改进方案
Sub RobustAPICall()    On Error GoTo ErrorHandler    Dim retryCount As Integer    Const maxRetries As Integer = 3    For retryCount = 1 To maxRetries        Try            Call GetAPIDataWithVBA            Exit Sub        Catch ex As Exception            If retryCount = maxRetries Then                Err.Raise 1002, "API调用", "多次重试后仍失败"            End If            ' 等待后重试            Application.Wait Now + TimeValue("00:00:02")        End Try    Next retryCountErrorHandler:    Call LogError("API调用失败: " & Err.Description)End Sub

三、Python方案:简洁高效的现代方法

3.1 简洁的API请求与JSON解析

Python的requests库提供了极其简洁的API调用方式,结合内置的json库,可以轻松处理复杂数据结构。
import requestsimport jsondef get_weather_data(city_name, api_key):    """获取天气数据并解析"""    url = f"https://api.openweathermap.org/data/2.5/weather?q={city_name}&appid={api_key}"    try:        response = requests.get(url)        response.raise_for_status()  # 自动处理HTTP错误        # 直接解析JSON响应        data = response.json()        # 提取所需信息        temperature_kelvin = data['main']['temp']        temperature_celsius = temperature_kelvin - 273.15        weather_description = data['weather'][0]['description']        return {            'temperature'round(temperature_celsius, 1),            'description': weather_description,            'city': data['name']        }    except requests.exceptions.RequestException as e:        print(f"API请求失败: {e}")        return None# 使用示例weather_info = get_weather_data("Beijing""your_api_key")if weather_info:    print(f"城市: {weather_info['city']}")    print(f"温度: {weather_info['temperature']}℃")    print(f"天气: {weather_info['description']}")

3.2 高级功能与实战技巧

对于复杂应用场景,Python提供了更强大的功能支持:
带认证的API调用
def get_authenticated_api_data(api_url, api_key):    """处理需要认证的API请求"""    headers = {        'Authorization'f'Bearer {api_key}',        'Content-Type''application/json'    }    try:        response = requests.get(api_url, headers=headers, timeout=10)        response.raise_for_status()        return response.json()    except requests.exceptions.Timeout:        print("请求超时")        return None    except requests.exceptions.HTTPError as err:        print(f"HTTP错误: {err}")        return None# 分页获取所有数据def get_paginated_api_data(base_url, api_key):    """处理分页API数据"""    all_data = []    page = 1    while True:        url = f"{base_url}?page={page}&limit=100"        data = get_authenticated_api_data(url, api_key)        if not data or len(data) == 0:            break        all_data.extend(data)        page += 1        # 避免过于频繁的请求        time.sleep(0.5)    return all_data

批量数据处理与缓存
import pandas as pdfrom datetime import datetime, timedeltaclass APIDataManager:    """API数据管理器,支持缓存和批量处理"""    def __init__(self, cache_duration=3600):  # 默认缓存1小时        self.cache_duration = cache_duration        self.cache = {}    def get_cached_data(self, cache_key):        """获取缓存数据"""        if cache_key in self.cache:            cached_time, data = self.cache[cache_key]            if datetime.now() - cached_time < timedelta(seconds=self.cache_duration):                return data        return None    def get_multiple_cities_weather(self, cities, api_key):        """批量获取多个城市天气数据"""        results = []        for city in cities:            cache_key = f"weather_{city}"            cached_data = self.get_cached_data(cache_key)            if cached_data:                results.append(cached_data)            else:                data = get_weather_data(city, api_key)                if data:                    self.cache[cache_key] = (datetime.now(), data)                    results.append(data)                # 避免触发API限流                time.sleep(0.2)        return pd.DataFrame(results)# 使用示例manager = APIDataManager()cities = ["Beijing""Shanghai""Guangzhou""Shenzhen"]weather_df = manager.get_multiple_cities_weather(cities, "your_api_key")print(weather_df)

3.3 错误处理与重试机制

健壮的API调用需要完善的错误处理重试机制
from tenacity import retry, stop_after_attempt, wait_exponentialclass RobustAPIClient:    """健壮的API客户端,带重试机制"""    def __init__(self, base_retry_delay=1, max_retries=3):        self.base_retry_delay = base_retry_delay        self.max_retries = max_retries    @retry(stop=stop_after_attempt(3), wait=wait_exponential(multiplier=1min=4max=10))    def reliable_api_call(self, url, headers=None, timeout=30):        """带重试的API调用"""        try:            response = requests.get(url, headers=headers, timeout=timeout)            response.raise_for_status()            return response.json()        except requests.exceptions.ConnectionError:            print("网络连接错误,重试中...")            raise        except requests.exceptions.Timeout:            print("请求超时,重试中...")            raise    def get_with_fallback(self, primary_url, fallback_url, headers=None):        """带降级方案的API调用"""        try:            return self.reliable_api_call(primary_url, headers)        except Exception as e:            print(f"主API失败: {e},尝试备用API")            try:                return self.reliable_api_call(fallback_url, headers)            except Exception as fallback_error:                print(f"备用API也失败: {fallback_error}")                return None

四、VBA与Python方案深度对比

4.1 技术能力对比

能力维度
VBA方案
Python方案
JSON解析
需要外部组件,复杂易错
原生支持,简单直观
网络请求
基础HTTP功能,有限控制
完整HTTP支持,高度可配置
错误处理
基础异常捕获,不够健壮
完善异常体系,精细控制
性能表现
单线程,性能有限
支持异步,高性能并发
维护成本
代码冗长,难以维护
代码简洁,易于扩展
生态系统
有限的相关库支持
丰富的第三方库

4.2 开发效率对比

通过实际代码行数对比,可以明显看出效率差异:
相同功能实现代码量对比
  • 基础API调用:VBA需要15-20行,Python仅需5-8行
  • JSON解析:VBA需要10-15行(含外部依赖),Python仅需1行
  • 错误处理:VBA需要5-10行,Python需2-3行(使用try-except)
以获取天气数据并解析为例
  • VBA总代码量:约40-50行(含JSON解析函数)
  • Python总代码量:约10-15行(含错误处理)

4.3 适用场景建议

选择VBA当
  • 已有Excel工作流,只需简单扩展API功能
  • 数据量小,API结构简单
  • 团队VBA技术栈成熟,无Python环境
  • 一次性任务,无需长期维护
选择Python当
  • 复杂API集成,需要认证、分页等高级功能
  • 大数据量处理,需要批量请求和缓存
  • 生产环境需求,需要健壮的错误处理
  • 长期维护项目,需要可读性和可扩展性

五、实战案例:股价监控系统

5.1 业务需求分析

某投资公司需要实时监控多支股票价格,当价格达到阈值时自动报警。需求包括:实时数据获取(每5分钟更新)、多股票监控(至少20支)、价格预警(自定义阈值)、数据持久化(存储历史数据)。

5.2 Python完整解决方案

import requestsimport pandas as pdimport timeimport smtplibfrom datetime import datetimefrom email.mime.text import MIMETextclass StockMonitor:    """股票价格监控系统"""    def __init__(self, api_key, alert_emails):        self.api_key = api_key        self.alert_emails = alert_emails        self.stock_data = pd.DataFrame()    def fetch_stock_prices(self, symbols):        """获取多支股票价格"""        base_url = "https://api.example-stock-api.com/v1/quote"        results = []        for symbol in symbols:            url = f"{base_url}?symbol={symbol}&apikey={self.api_key}"            try:                response = requests.get(url, timeout=10)                data = response.json()                results.append({                    'symbol': symbol,                    'price': data['currentPrice'],                    'change': data['change'],                    'percent_change': data['changePercent'],                    'timestamp': datetime.now()                })            except Exception as e:                print(f"获取{symbol}数据失败: {e}")            # 避免频繁请求            time.sleep(0.1)        return pd.DataFrame(results)    def check_alerts(self, alert_rules):        """检查价格预警"""        alerts = []        for _, rule in alert_rules.iterrows():            symbol = rule['symbol']            threshold = rule['threshold']            current_data = self.stock_data[                self.stock_data['symbol'] == symbol            ]            if not current_data.empty:                current_price = current_data.iloc[0]['price']                if current_price <= threshold:                    alerts.append({                        'symbol': symbol,                        'current_price': current_price,                        'threshold': threshold,                        'timestamp': datetime.now()                    })        return alerts    def send_email_alert(self, alert_info):        """发送邮件预警"""        msg = MIMEText(            f"股票{alert_info['symbol']}价格预警!\n"            f"当前价格: {alert_info['current_price']}\n"            f"预警阈值: {alert_info['threshold']}\n"            f"时间: {alert_info['timestamp']}"        )        msg['Subject'] = f"股票预警 {alert_info['symbol']}"        msg['From'] = "monitor@company.com"        msg['To'] = ", ".join(self.alert_emails)        try:            smtp_server = smtplib.SMTP('smtp.company.com'587)            smtp_server.send_message(msg)            smtp_server.quit()            print(f"已发送{alert_info['symbol']}预警邮件")        except Exception as e:            print(f"邮件发送失败: {e}")    def run_monitoring(self, symbols, alert_rules, interval=300):        """运行监控循环"""        while True:            print(f"{datetime.now()} - 开始获取股票数据")            # 获取最新数据            new_data = self.fetch_stock_prices(symbols)            self.stock_data = new_data            # 检查预警            alerts = self.check_alerts(alert_rules)            for alert in alerts:                self.send_email_alert(alert)            # 保存历史数据            self.save_to_database(new_data)            print(f"本轮监控完成,发现{len(alerts)}个预警")            time.sleep(interval)# 使用示例if __name__ == "__main__":    monitor = StockMonitor(        api_key="your_stock_api_key",        alert_emails=["trader1@company.com""trader2@company.com"]    )    symbols = ["AAPL""GOOGL""MSFT""TSLA""AMZN"]    alert_rules = pd.DataFrame([        {"symbol""AAPL""threshold"150.0},        {"symbol""GOOGL""threshold"2500.0}    ])    monitor.run_monitoring(symbols, alert_rules)

测试题

  1. 在VBA中调用API时,常用的主要对象是什么?它支持哪些HTTP方法?
  2. Python的requests库中,response.raise_for_status()方法的作用是什么?
  3. VBA和Python在解析JSON数据时的主要区别有哪些?
  4. 在处理需要分页的API数据时,Python相比VBA有什么优势?
  5. 为什么说Python更适合用于生产环境的API数据获取任务?

答案

  1. VBA中使用MSXML2.XMLHTTP对象,它支持GET、POST等基本HTTP方法,但需要手动设置请求头和处理响应。
  2. raise_for_status()会自动检查HTTP状态码,如果状态码表示错误(4xx或5xx),会自动抛出异常,简化错误处理流程。
  3. VBA需要依赖外部组件或自定义函数解析JSON,而Python有内置json库;VBA处理复杂嵌套结构困难,Python可以轻松处理多层嵌套;VBA错误信息不友好,Python有清晰的异常信息。
  4. Python支持更简洁的循环和条件逻辑,可以轻松实现自动分页;有丰富的第三方库支持复杂分页逻辑;更好的错误处理和重试机制保障数据完整性。
  5. Python有更完善的网络请求功能,支持连接池、超时控制、重试机制;丰富的生态系统提供监控、日志、缓存等工具;更好的性能和支持异步并发处理。

希望这篇详细的对比分析能帮助你根据实际需求选择合适的技术方案!对于现代的API数据获取任务,Python无疑是更高效和可靠的选择。

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